Mit dem passenden Grad an Monitoring-Granularität lässt sich im Rechenzentrum ein sehr genaues Bild des Energieverbrauchs zeichnen. Intelligente Stromleisten schaffen zudem die Option, weitere Umweltparameter wie Temperatur oder Luftfeuchte sowie über externe Sensoren zum Beispiel Bewegungsmelder in ein solches Überwachungsnetz einzubeziehen. Außerdem kann eine Differenzstrommessung den im RZ ungeliebten FI-Fehlerstromschutzschalter in den Ruhestand versetzen.

Auf den ersten Blick erscheinen PDUs (Power Distribution Units) zunächst schlicht als gewöhnliche Steckdosenleisten. Die entsprechenden Aufgaben – zum Beispiel einen vertauschungssicheren Anschluss – gilt es folglich als allererstes möglichst gut abzudecken, und zwar über das gesamte Einsatzspektrum von der mobilen Mehrfachsteckdose bis zum Einbaugerät im IT- oder Netzwerk-Rack. Nötig ist dazu unter anderem das richtige Buchsen- und Steckerformat.

Üblich sind zum Beispiel sogenannte Kaltgerätestecker nach der Norm IEC 60320 C13 für Geräte, die im Betrieb keine nennenswerte Wärme entwickeln und bei denen die Temperatur an den Verbindungsstiften des Steckers 70 °C nicht überschreitet. Der maximale Stromdurchfluss beträgt 10 A. Dazu zählen etwa die Varianten C13 (graue Buchse) und C14 (Einbaubuchse), wie sie Bild 1 zeigt, oder die aus dem Haushalt bekannten sogenannten Schuko-Steckdosen (CEE 7/3 Typ F). Beispiele für solche PDUs sind in Bild 2 zu sehen.

Bild 1. Zu den Anschlussformen auf einer PDU zählen häufig sogenannte Kaltgerätestecker (C14, C13). Bild: Wikipedia, Roland Berger

Ihre „Intelligenz“ gewinnen die PDUs in verschiedenen Stufen durch die Möglichkeit der Einbindung ins IP-Netz, der Fähigkeit, einzelne Anschlüsse remote an- und auszuschalten, durch einen integrierten Web-Server, durch Anschlussoptionen für unterschiedliche Sensoren zur Überwachung von Umgebungsparametern und last, but not least durch ein integriertes Strom-Monitoring.

Dies erlaubt bei Bedarf sehr granulare Verbrauchsmessungen und -statistiken sowie – unter anderem beim Einsatz im Rechenzentrum vielfach der entscheidende Punkt – eine sogenannte Differenzstromüberwachung als Alternative zum in diesem Umfeld unerwünschten FI-Schutzschalter. Viele PDU-Systeme verfügen auch über eigene Administrationswerkzeuge, etwa zur einfachen Verteilung von Firmware oder zum Schalten der Ausgänge. Unter anderem dazu sind oft auch USB-Ports oder weitere Schnittstellen (zum Beispiel Modbus, ZigBee) vorhanden.

PDUs sind selbst naturgemäß ebenfalls Stromverbraucher, wozu unter anderem die einbauten Schaltrelais beitragen. Bereits vor einigen Jahren begannen Hersteller wie zum Beispiel Raritan damit, ihre Stromleisten mit bistabilen Relais auszustatten, um den Verbrauch zu senken. Solche Relais können den gewünschten Zustand („ein“ oder „aus“) ohne Stromversorgung aufrechterhalten. Da eine PDU permanent arbeitet, kann sich der geringere Verbrauch – pro Einzel-Port zunächst unscheinbar – in einem Datacenter schnell als signifikante Größe erweisen. Wie so etwas im Detail funktioniert, stellten unter anderem Ralf Ploenes und Wolfgang Goretzki von Raritan in ihren Vorträgen bei mehreren LANline Tech Foren und Datacenter Symposien vor. Zur Steuerung des Schaltvorgangs lassen sich in die PDUs sinnvollerweise auch Regeln hinterlegen, die etwa das Hochfahren der Server in einem Rack sequenziell ansteuern, um die ungewollten Stromspitzen beim Anfahren zu vermeiden.

In PDUs der Qualitätshersteller kommen zum Beispiel die Messmodule des hessischen Unternehmens Janitza zum Einsatz. Solche Module dienen bei Bedarf auch zur kontinuierlichen Stromüberwachung oder zur Kostenverteilung des Stromverbrauchs.

Bild 2. PDU von Bachmann mit Kaltgeräte-Anschluss und Schuko-Steckdosen. Bild: Bachmann

Vorteile der Differenzstrommessung

Die Vorteile der Differenzstrommessung gegenüber dem Einsatz eines FI-Schutzschalters im RZ hat Tilo Püschel (Bachmann) in mehreren Vorträgen beim Datacenter Symposium der LANline dargelegt. Spezialisten von Bender, Ausrüster für Infrastrukturgeräte und Hersteller von Messmodulen, führten auf dem Symposium einen Praxis-Workshop zu diesem Thema durch. Kurze Quintessenz: Ein Fehlerstromschutzschalter ist im RZ unbrauchbar, da die vorgeschriebenen Auslösetest ein periodisches Abschalten des gesamten Equipments erfordern würden. Eine Differenzstrommessung kann als Alternative dienen.

Manche Details – etwa der Zutrittsbeschränkung auf Fachpersonal oder der Regularien für Kompletttests – sollte der RZ-Betreiber mit einem TÜV oder seinem Versicherer klären. In jedem Fall kommt die Option zur Differenzstrommessung mit der intelligenten PDU ohne großen Aufwand mit ins Haus und sollte daher neben den anderen Monitoring-Optionen auch zu Einsatz kommen. Allerdings sind auch organisatorische Maßnahmen gefragt, denn der Betreiber sollte regeln, wer im Störfall wie alarmiert wird und wie die konkrete Reaktion auszusehen hat – etwa ein Alarm, damit jeder, der nicht als elektrotechnische Fachkraft gilt, den Raum verlässt.

Bild 3. Modul zur Differenzstrommessung. Bild: Bender

Fazit

Intelligente PDUs bringen auf relativ einfache Weise vielfältige Optionen zum Monitoring und zur Steuerung in ein Rechenzentrum ein. Um zu entscheiden, welcher Granularitätsgrad im Einzelfall vernünftig ist, sollten sich Planer und Betreiber zum Beispiel an der RZ-Norm EN 50600-2-2 orientieren, die unter anderem verschiedene Komplexitätsniveaus definiert. Der Einsatz intelligenter PDUs geht zweifellos mit einem erhöhten Investitionsaufwand einher, allerdings lässt sich eine Amortisation durch einen optimierten Energieeinsatz und eine schnelle Fehlererkennung meist schnell belegen. Alle namhaften Experten raten übrigens zum Einsatz hochwertiger Geräte, denn falscher Geiz kann sich im Betrieb leicht rächen. Eine Übersicht über Hersteller und Anbieter liefert die Tabelle oben.